(57)【要約】【課題】路面の性質（雨道、雪道）を感知できる路面の性質感知装置及びその方法を提供する。【解決手段】本発明の路面の性質感知装置は、基準反射率と対比した雨道の反射率及び雪道の反射率を記録した反射率テーブルと、レーザセンサの発光部を介し発光されたレーザビームが路面から反射され、受光部に受光されるレーザビームの量（以下、反射量）を測定する反射量測定手段と、基準反射率に基づき反射量測定手段が測定した反射量の割合（以下、反射率）を算出する反射率算出手段と、反射率テーブルに基づき反射率算出手段が算出した反射率に該当する路面の性質を判断する路面性質判断手段と、を含んで構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準反射率と対比した雨道の反射率及び雪道の反射率を記録した反射率テーブルと、
レーザセンサの発光部を介し発光されたレーザビームが路面から反射され、受光部に受光されるレーザビームの量（以下、反射量）を測定する反射量測定手段と、
前記基準反射率に基づき前記反射量測定手段が測定した反射量の割合（以下、反射率）を算出する反射率算出手段と、
前記反射率テーブルに基づき前記反射率算出手段が算出した反射率に該当する路面の性質を判断する路面性質判断手段と、
を含むことを特徴とする路面の性質感知装置。
【請求項２】
前記路面性質判断手段が判断した路面の性質情報を提供する路面性質提供手段をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の路面の性質感知装置。
【請求項３】
基準反射率と対比した雨道の反射率及び雪道の反射率を記録した反射率テーブルを備える段階と、
反射量測定手段がレーザセンサの発光部を介し発光されたレーザビームが路面から反射され、受光部に受光されるレーザビームの量（以下、反射量）を測定する段階と、
反射率算出手段が基準反射率に基づき前記反射量測定手段の測定した反射量の割合（以下、反射率）を算出する段階と、
路面性質判断手段が前記反射率テーブルに基づき前記反射率算出手段の算出した反射率に該当する路面の性質を判断する段階と、
を含むことを特徴とする路面の性質感知方法。
【請求項４】
路面性質提供手段が前記路面性質判断手段の判断した路面の性質情報を外部に提供する段階をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の路面の性質感知方法。
【請求項５】
基準反射率と対比した雨道の反射率及び雪道の反射率を記録した反射率テーブルと、
カメラを介し撮影した車両の前方路面映像に基づき路面の異常を検出する映像処理手段と、
前記映像処理手段で路面の異常を検出するに伴いレーザセンサを駆動する駆動制御手段と、
前記レーザセンサの発光部を介し発光されたレーザビームが路面から反射され、受光部に受光されるレーザビームの量（以下、反射量）を測定する反射量測定手段と、
前記基準反射率に基づき前記反射量測定手段が測定した反射量の割合（以下、反射率）を算出する反射率算出手段と、
前記反射率テーブルに基づき前記反射率算出手段が算出した反射率に該当する路面の性質を判断する路面性質判断手段と、
を含むことを特徴とする路面の性質感知装置。
【請求項６】
前記路面性質判断手段が判断した路面の性質情報を提供する路面性質提供手段をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の路面の性質感知装置。
【請求項７】
基準反射率と対比した雨道の反射率及び雪道の反射率を記録した反射率テーブルを備える段階と、
映像処理手段がカメラを介し撮影した車両の前方路面映像に基づき路面の異常を検出する段階と、
駆動制御手段が前記映像処理手段で路面の異常を検出するに伴いレーザセンサを駆動する段階と、
反射量測定手段が前記レーザセンサの発光部を介し発光されたレーザビームが路面から反射され、受光部に受光されるレーザビームの量（以下、反射量）を測定する段階と、
反射率算出手段が基準反射率に基づき前記反射量測定手段の測定した反射量の割合（以下、反射率）を算出する段階と、
路面性質判断手段が前記反射率テーブルに基づき前記反射率算出手段の算出した反射率に該当する路面の性質を判断する段階と、
を含むことを特徴とする路面の性質感知方法。
【請求項８】
路面性質提供手段が、前記路面性質判断手段の判断した路面の性質情報を外部に提供する段階をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の路面の性質感知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路面の性質感知装置及びその方法に係り、より詳しくは、車両の前方に取り付けられた単一のレーザセンサを利用して路面の状態（幾何学的な不規則の程度）は勿論、その性質（雨道、雪道）まで感知することができる路面の性質感知装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、車両に各種の便宜装置が取り付けられる傾向にあるが、顧客はもちろん開発者が最も重要に思う部分は車両の安全性である。車両の安全性に係る研究分野のうち、路面状態を感知して車両の走行制御に利用する技術が開発されている。従来の路面状態感知技術は、単一のレーザセンサに基づきレーザビームが引き返す時間を測定し、路面に過速防止用凸凹があるのか、窪んだ部分があるのかを判断することによって、自動車の制御に利用している。このような従来の路面状態感知技術は、単一のレーザセンサに基づき路面の状態は感知することができるが、路面の性質、即ち路面が雨道なのか雪道なのかの判断を行なうことができないとの問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１２８２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、このような問題点を解決するためなされたものであって、本発明の目的は、車両の前方に取り付けられた単一のレーザセンサで、路面の性質（雨道、雪道）を感知することができる、路面の性質感知装置及びその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による路面の性質感知装置は、基準反射率と対比した雨道の反射率及び雪道の反射率を記録した反射率テーブルと、レーザセンサの発光部を介し発光したレーザビームが路面から反射され、受光部に受光されるレーザビームの量（以下、反射量）を測定する反射量測定手段と、前記基準反射率に基づき前記反射量測定手段が測定した反射量の割合（以下、反射率）を算出する反射率算出手段と、前記反射率テーブルに基づき前記反射率算出手段が算出した反射率に該当する路面の性質を判断する路面性質判断手段と、を含んでなることを特徴とする。
【０００６】
本発明による他の路面の性質感知装置は、基準反射率と対比した雨道の反射率及び雪道の反射率を記録した反射率テーブルと、カメラを介し撮影した車両の前方路面映像に基づき路面の異常を検出する映像処理手段と、前記映像処理手段で路面の異常を検出するのに伴いレーザセンサを駆動する駆動制御手段と、前記レーザセンサの発光部を介し発光したレーザビームが路面から反射され、受光部に受光されるレーザビームの量（以下、反射量）を測定する反射量測定手段と、前記基準反射率に基づき前記反射量測定手段が測定した反射量の割合（以下、反射率）を算出する反射率算出手段と、前記反射率テーブルに基づき前記反射率算出手段が算出した反射率に該当する路面の性質を判断する路面性質判断手段とを含んでなることを特徴とする。
【０００７】
本発明による路面の性質感知方法は、基準反射率と対比した雨道の反射率及び雪道の反射率を記録した反射率テーブルを備える段階と、反射量測定手段がレーザセンサの発光部を介し発光したレーザビームが路面から反射され、受光部に受光されるレーザビームの量（以下、反射量）を測定する段階と、反射率算出手段が基準反射率に基づき前記反射量測定手段の測定した反射量の割合（以下、反射率）を算出する段階と、路面性質判断手段が前記反射率テーブルに基づき前記反射率算出手段の算出した反射率に該当する路面の性質を判断する段階と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明による他の路面の性質感知方法は、基準反射率と対比した雨道の反射率及び雪道の反射率を記録した反射率テーブルを備える段階と、映像処理手段がカメラを介し撮影した車両の前方路面映像に基づき路面の異常を検出する段階と、駆動制御手段が前記映像処理手段で路面の異常を検出するのに伴いレーザセンサを駆動する段階と、反射量測定手段が前記レーザセンサの発光部を介し発光したレーザビームが路面から反射し、受光部に受光されるレーザビームの量（以下、反射量）を測定する段階と、反射率算出手段が基準反射率に基づき前記反射量測定手段の測定した反射量の割合（以下、反射率）を算出する段階と、路面性質判断手段が前記反射率テーブルに基づき前記反射率算出手段の算出した反射率に該当する路面の性質を判断する段階とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、車両の前方に取り付けられた単一のレーザセンサに基づき、レーザビームが引き返す割合（反射率）を測定して路面の性質（雨道、雪道）を感知することにより、センサを追加する必要なく、費用を節減することができるとの効果がある。本発明は、別途のセンサの追加なく、獲得した路面の性質を車両走行システムなどに適用して走行安全を図ることができるとの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による路面の性質感知装置の構成を示す図である。
【図２】本発明による雪道及び雨道の反射量の一例を示す図である。
【図３】本発明による路面の性質感知方法のフローチャートである。
【図４】本発明による路面の性質感知装置の他の実施例を示す図である。
【図５】本発明による路面の性質感知方法の他の実施例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳しく説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は、本発明の路面の性質感知装置の構成を示す図である。図１に示すように、レーザセンサを例に挙げて説明するが、赤外線センサなどのように光を利用した多様なセンサを利用することもできる。本発明の路面の性質感知装置は、反射率格納部１０、反射量測定部２０、反射率算出部３０及び路面性質判断部４０を含む。
【００１３】
各構成要素は次のとおりである。まず反射率格納部１０は、一般道路（Ｄｒｙ  ｗａｙ）の反射率（基準反射率）を基準に雨道の反射率及び雪道の反射率を記録した反射率（ａｌｂｅｄｏ）テーブルを格納している。即ち、反射率格納部１０は、一般道路の反射量を１に設定した基準反射率と対比した雨道の反射率及び雪道の反射率を記録した反射率（ａｌｂｅｄｏ）テーブルを格納している。例えば、一般道路の反射量が１００、雨道の反射量が５０、雪道の反射量が２００とするとき、一般道路の反射率を１に設定すれば、雨道の反射率は０．５で、雪道の反射率は２である。
【００１４】
一般に、レーザセンサの発光部で発光したレーザビームは、発散（Ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ）特性により反射され、引き返すレーザビームの強度が低くなる。この時、発光部は車両の進行方向路面に向けてレーザビームを発光する。併せて、路面の性質に従って反射して引き返すレーザビームの強度の低くなる割合が変化する。実験を介し構築した反射率テーブルは、以下の表１の通りである。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
表１は、一般道路の反射率と対比した雨道の反射率及び雪道の反射率を表す。即ち、一般道路の反射量を１とした場合、雨道の反射量及び雪道の反射量の割合を表す。このとき、反射量は反射して引き返すビームの強度を意味する。
【００１７】
図２に示すように、雪道（ｓｎｏｗｙ  ｗａｙ）の場合、一般道路に比べ反射量（強度）が非常に高く、雨道の場合、鏡効果（ｍｉｒｒｏｒ  ｅｆｆｅｃｔ）により一般道路に比べ反射量が少ない。まず、反射量測定部２０は、レーザセンサの発光部を介し発光されたレーザビームが路面から反射され、受光部に受光されるレーザビームの量（以下、反射量）を測定する。次に、反射率算出部３０は、基準反射率に基づき反射量測定部２０が測定した反射量の割合（以下、反射率）を算出する。次に、路面性質判断部４０は、反射率格納部１０に格納されている反射率テーブルに基づき、反射率算出部３０が算出した反射率を利用して路面の性質を判断する。即ち、路面性質判断部４０は路面が雪道なのか雨道なのかを判断する。
【００１８】
本発明は、路面性質提供部（図示省略）をさらに含み、車両の走行を電子的に制御するシステムなどに路面性質判断部４０が判断した路面の性質情報を提供することもできる。レーザセンサを利用して距離を算出する技術は、周知慣用の技術であるので、本発明でその詳細な説明を省略する。
【００１９】
図３は、本発明の路面の性質感知方法の一実施例を示すフローチャートである。まず、反射率格納部１０は、基準反射率と対比した雨道の反射率及び雪道の反射率を記録した反射率テーブルを格納する（３０１）。以後、反射量測定部２０は、レーザセンサの発光部を介し発光したレーザビームが路面から反射され、受光部に受光されるレーザビームの量（以下、反射量）を測定する（３０２）。反射率算出部３０は、基準反射率に基づき前記反射量測定部２０が測定した反射量の割合（以下、反射率）を算出する（３０３）。路面性質判断部４０は、反射率テーブルに基づき反射率算出部３０が算出した反射率に該当する路面の性質を判断する（３０４）。このような過程を介し、本発明は、単一のレーザセンサに基づき路面が雪道なのか雨道なのかを迅速且つ正確に判断することができる。
【００２０】
図４は、本発明の路面の性質感知装置の他の実施例を示す図である。ここで、図１で言及した機能をそのまま行う構成要素に対しては、同一の識別番号を与える。図４に示すように、本発明の路面の性質感知装置は、反射率格納部１０、反射量測定部２０、反射率算出部３０、路面性質判断部４０、映像処理部５０及び駆動制御部６０を含む。ここで、反射率格納部１０、反射量測定部２０、反射率算出部３０、路面性質判断部４０は、図１で言及した機能を同様に行うのでその説明を省略する。
【００２１】
まず、映像処理部５０は、カメラを介し撮影した車両の前方路面映像に基づき路面の異常（ａｂｎｏｒｍａｌ）を検出する。即ち、映像処理部５０はレーザセンサを連続的に駆動する方式から脱し、特別な状況が発生した場合にのみレーザセンサを駆動させて効率性を高めるために用いられる。次に、駆動制御部６０は、映像処理部５０で路面の異常を検出するに伴い、レーザセンサを駆動し、各構成要素が路面の性質を判断する。即ち、駆動制御部６０は、路面の性質感知装置の駆動時点を決める役割を果たす。
【００２２】
一方、映像処理部５０は、複数の偏光映像から偏光比映像を算出する偏光比演算器と、複数の偏光映像のうち何れか１つの偏光映像を利用して色感特徴情報を抽出する色感特徴抽出器と、複数の偏光映像のうち何れか１つの偏光映像を利用して質感特徴情報を抽出する質感特徴抽出器と、偏光比演算器から入力された偏光比映像と、質感特徴抽出器から入力された質感特徴情報と、色感特徴抽出器から入力された色感特徴情報とを利用し、路面の異常有無を検出する異常検出器とを含む。ここで、偏光比演算器は、偏光比を算出するため、第１カメラから入力された第１偏光映像と第２カメラから入力された第２偏光映像とを演算する。この時、演算の結果、偏光比は第１偏光映像と第２偏光映像の明度の割合で与えられる。さらに、第１カメラ及び第２カメラは、偏光レンズが別の角度に取り付けられている。したがって、第１カメラ及び第２カメラに撮像された映像は、所定の角度に偏光された映像等である。
【００２３】
一般に、凍結や水膜により反射された光は、反射された角度に従い特定の方向に偏光されるため、凍結や水膜の道路を撮影すると、垂直偏光及び水平偏光の映像の輝度の差が大きく発生する。色感特徴抽出器は、第２カメラから入力された偏光映像を利用して色感特徴情報を抽出する。このとき、色感特徴情報はＲ（Ｒｅｄ）映像、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）映像、Ｂ（Ｂｌｕｅ）映像及び密度（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）である。質感特徴抽出器は、第２カメラから入力された偏光映像を利用して質感特徴情報を抽出する。
【００２４】
ここで、質感は、色感と異なり、１つのピクセルにより生ずる性質ではなく、その付近の分布により生ずる現象である。質感に関する研究は、質感に伴う領域分割、質感に伴う映像分類、質感の似た映像合成などの分野で研究されていた。特に、似たスケールと鮮やかな映像が入力で可能なときは、質感に伴う映像分類を行う方法等が多く提案された。映像分類を行う方法は、フィルタバンク（ｆｉｌｔｅｒ  ｂａｎｋ）を利用する方法から構造テンサ（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｔｅｎｓｅｒ）を利用する方法まで多様である。
【００２５】
異常検出器は、入力される多様な映像情報を総合して道路の状態を判断する。即ち、異常検出器は、偏光比演算器から入力された偏光比映像と、質感特徴抽出器から入力された質感特徴情報等と、色感特徴抽出器から入力された色感特徴情報を利用して路面状態が一般的でない場合これを検出する。
【００２６】
図５は、本発明の路面の性質感知方法に対する他の実施例を示すフローチャートである。まず、反射率格納部１０は、基準反射率と対比した雨道の反射率及び雪道の反射率を記録した反射率テーブルを格納する（５０１）。以後、映像処理部５０は、カメラを介し撮影した車両の前方路面映像に基づき路面の異常（ａｂｎｏｒｍａｌ）を検出する（５０２）。駆動制御部６０は、映像処理部５０で路面の異常を検出するに伴いレーザセンサを駆動させる（５０３）。反射量測定部２０は、前記駆動制御部６０により駆動されたレーザセンサの発光部を介し発光したレーザビームが路面から反射され、受光部に受光されるレーザビームの量（以下、反射量）を測定する（５０４）。反射率算出部３０は、基準反射率に基づき前記反射量測定手段の測定した反射量の割合（以下、反射率）を算出する（５０５）。路面性質判断部４０は、反射率テーブルに基づき反射率算出部３０の算出した反射率が雪道に該当するのか雨道に該当するのかを判断する（５０６）。このような過程を介し、特別な状況が発生した場合に限り、単一のレーザセンサに基づき、路面が雪道なのか雨道なのかを迅速且つ正確に判断することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、車両に設けられたレーザセンサで、路面が雨道か雪道か等を感知することができるので、路面の感知装置及びその方法にとして好適である。
【符号の説明】
【００２８】
１０    反射率格納部
２０    反射量測定部
３０    反射率算出部
４０    路面性質判断部
５０    映像処理部
６０    駆動制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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